3. Tahap pembacaan - TEKNIK PENGUKURAN 1 lama [Compatibility Mode]

(1)

TEKNIK PENGUKURAN

• Mengukur adalah membandingkan parameter pada

obyek

yang

diukur

terhadap

besaran

yang

telah

distandarkan.

• Pengukuran merupakan suatu usaha untuk mendapatkan

informasi deskriptif-kuantitatif dari variabel-variabel fisika

dan kimia suatu zat atau benda yang diukur, misalnya

panjang 1m atau massa 1 kg dan sebagainya

Secara umum sistem pengukuran dapat dibagi menjadi

tiga tahap, yaitu

1. Tahap detektor – transduser

(2)

(3)

Tahap Detektor – Transduser

Fungsi utama tahap ini adalah mendeteksi atau merasakan adanya perubahan besaran fisik pada obyek yang diukur. Tahap ini harus kebal terhadap pengaruh lain yang tidak

dikehendaki, misalnya sensor gaya tidak boleh terpengaruh oleh percepatan atau sensor percepatan linier, tidak boleh berubah oleh perubahan percepatan sudut. Tetapi hal tersebut tidak pernah didapati secara ideal, perubahan-perubahan kecil oleh variabel lain tersebut masih dapat diterima selama masih berada dalam batasan-batasan yang diizinkan.

Tahap Intermediate

Tahap ini adalah tahap penkondisian sinyal yang dihasilkan pada tahap pertama agar dapat dinyatakan ke tahap terakhir. Perlakuan yang dilakukan pada tahap ini biasanya penyaringan, penguatan dan transformasi sinyal. Fungsi umum tahap ini adalah meningkatkan

penguatan dan transformasi sinyal. Fungsi umum tahap ini adalah meningkatkan

kemampuan sinyal ke level yang mampu mengaktifkan tahap akhir. Peralatan pada tahap ini harus dirancang sedemikian rupa agar sesuai dengan kondisi antara tahap pertama dan tahap terakhir.

Tahap Pembacaan

Tahap ini mengandung informasi dalam level yang dapat disensor oleh manusia dan/atau perangkat kendali. Jika keluaran diharapkan dapat dibaca oleh manusia, maka lebih sering berbentuk :

• gerakan relatif, misalnya jarum penunjuk skala atau gerakan gelombang pada osiloskop, • digital, bentuk ini mempresentasikan angka-angka, misalnya odometer mobil, termometer digital dan sebagainya.

(4)

(5)

Dalam mempelajari pengukuran dikenal beberapa istilah, antara lain :

•Instrumen : adalah alat ukur untuk menentukan nilai atau besaran suatu kuantitas atau variabel.

•Ketelitian : harga terdekat dengan mana suatu pembacaan instrumen mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.

•Ketepatan : suatu ukuran kemampuan untuk hasil pengukuran yang serupa

•Sensitivitas : perbandingan antara sinyal keluaran atau respons instrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.

•Resolusi : :perubahan terkecil dalam nilai yang diukur yang mana instrumen akan memberi respon atau tanggapan.

•Kesalahan : penyimpangan variabel yang diukur dari harga (nilai) yang sebenarnya.

Satuan Dasar dan Satuan Turunan

(6)

Besaran-besaran satuan dasar SI

Satuan-satuan lain yang dapat dinyatakan dengan satuan dasar disebut satuan-satuan turunan. Untuk memudahkan beberapa satuan-satuan turunan telah diberi nama baru, contoh untuk daya dalam SI dinamakan watt yaitu menggantikan j/s.

(7)

Kesalahan Ukur

Saat melakukan pengukuran besaran listrik tidak ada yang menghasilkan

ketelitian dengan

sempurna. Perlu diketahui ketelitian yang sebenarnya dan sebab terjadinya

kesalahan pengukuran. Kesalahan - kesalahan dalam pengukuran dapat

digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu :

• Kesalahan-kesalahan Umum (gross-errors)

(8)

• Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors)

Kesalahan ini disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri. Seperti kerusakan atau adanya bagianbagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap

peralatan atau pemakai. Kesalahan ini merupakan kesalahan yang tidak dapat dihindari dari instrumen, karena struktur mekanisnya. Contoh : gesekan beberapa komponen yang bergerak terhadap bantalan dapat menimbulkan pembacaan yang tidak tepat. Tarikan pegas (hairspring) yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat atau pembebanan instrumen yang berlebihan. Ini semua akan mengakibatkan kesalahan-kesalahan. Selain dari beberapa hal yang sudah

disinggung di atas masih ada lagi yaitu kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan instrumen terlalu tinggi atau terlalu rendah dari yang seharusnya. Cara yang paling tepat untuk mengetahui instrumen tersebut mempunyai kesalahan atau tidak paling tepat untuk mengetahui instrumen tersebut mempunyai kesalahan atau tidak yaitu dengan membandingkan dengan instrumen lain yang memiliki karakteristik yang sama atau terhadap instrumen lain yang akurasinya lebih tinggi. Untuk menghindari kesalahan-kesalahan tersebut dengan cara : (1) memilih instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu; (2) menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui

banyaknya kesalahan; (3) mengkalibrasi instrumen tersebut terhadap instrumen standar. Pada kesalahan-kesalahan yang disebabkan lingkungan, seperti : efek perubahan

temperatur, kelembaban, tahanan udara luar, medan-medan maknetik, dan sebagainya dapat dihindari dengan membuat pengkondisian udara (AC), penyegelan

(9)

• Kesalahan acak yang tak disengaja (random errors)

Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan - kesalahan ini biasanya hanya kecil. Tetapi untuk pekerjaan - pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi akan berpengaruh. Contoh misal suatu tegangan diukur dengan voltmeter dibaca setiap jam, walaupun instrumen yang digunakan sudah dikalibrasi dan kondisi lingkungan sudah diset sedemikian rupa, tetapi hasil pembacaan akan terjadi perbedaan selama periode pengamatan. Untuk mengatasi kesalahan ini dengan menambah jumlah pembacaan dan menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan hasil yang akurat.

(10)

Sistem Pengukuran Tekanan

Tekanan (pressure) adalah gaya yang bekerja persatuan luas, maka tekan didefinisikan sebagai besarnya gaya untuk tiap satuan luas. dengan demikian satuan tekanan identik dengan satuan tegangan (stress). Dalam konsep ini tekanan didefinisikan sebagai gaya yang diberikan oleh fluida pada tempat yang mewadahinya. Tekanan mutlak (absolute pressure) adalah nilai mutlak tekanan yang bekerja pada wadah tersebut. Tekanan relatif atau tekanan pengukuran (gage pressure) adalah selisih antara tekanan mutlak dan

tekanan atmosfir. Tekanan vakum atau hampa (vacuum) menunjukkan seberapa lebih tekanan atmosfir dari tekanan mutlak ( Holman, 1985). Oleh karena itu satuan yang

(11)

Beberapa satuan tekanan yang umum dipakai : 1 atm (atmosfir) = 14,696 psi

= 1,01325 x 105 (Pa) = 760 mmHg

1 Pa (paskal) = 1 (N/m2) 1 Torr = 1 mmHg

1 Bar = 105 Pa

Pada bagian berikut ini akan diuraikan beberapa peralatan yang sering digunakan untuk pengukuran tekanan (Holman, 1985)

Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi Satuan tekanan dapat dihubungkan dengan satuan volume (isi) dan suhu. Semakin tinggi tekanan di dalam suatu tempat dengan isi yang sama, maka suhu akan semakin tinggi. Hal ini dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa suhu di pegunungan lebih rendah dari pada di dataran rendah, karena di dataran rendah tekanan lebih tinggi.

Rumus dari tekanan dapat juga digunakan untuk menerangkan mengapa pisau yang diasah dan permukaannya menipis menjadi tajam. Semakin kecil luas permukaan, dengan gaya yang sama akan dapatkan tekanan yang lebih tinggi.

(12)

Manometer Tabung

Manometer sangat banyak digunakan untuk pengukuran tekanan fluida pada keadaan stedi. Gambar di bawah memperlihatkan sebuah manometer tabung U. Perbedaaan

tekanan yang tidak diketahui p dengan tekanan atmosfir, P₀, merupakan fungsi ketinggian h.

Pembacaan pada skala tersebut dinyatakan oleh :

dengan P : tekanan yang akan diukur pa : tekanan atmosfir

ρm : densitas fluida manometer ρf : densitas fluida transmisi

(13)

Tabung Bourdon

(14)